[发明专利]搜索设备

说明书

技术领域

本发明涉及搜索设备。特别是，本发明涉及借助电容耦合的用于介电或金属物体的搜索设备。

为了发现被隐藏在建筑物的墙中的物体、诸如木梁、钢筋、水管或煤气管或电缆，已知不同的所谓的梁检测器，这些梁检测器基于上述的物体对电场的影响来检测这些物体。

背景技术

DE 10 2008 054 445 A1示出包括用于提供不同传感器信号的多个电极的二维布置的梁探测器。

DE 10 2008 054 460 A1示出具有多个传感器元件的矩阵式布置的相似的梁探测器。

DE 10 2007 058 088 A1还示出另一种梁探测器以及发射电极系统相对于接收电极系统的几何布置。

在US 4,099,118和DE 20 2009 017中介绍另外的梁探测器。

一般来说，已知的梁探测器利用发射和接收电极来工作，其中发射电极被加载激励信号并且此后确定发射和接收电极之间的电容。如果介电或金属物体接近由发射和接收电极构成的布置，那么确定的电容改变，使得可以检测该物体。

发明内容

本发明所基于的任务是，说明具有电极布置的搜索设备，该布置能够实现物体的较灵敏的和选择性较好（trennsch?rfer）的确定。

本发明借助具有权利要求1的特征的搜索设备来解决该任务。从属权利要求再现优选的实施方式。

根据本发明的用于物体的电容检测的搜索设备包括用于加载激励信号的发射电极、接收电极、在发射电极和接收电极的范围内的检测范围、用于检测发射电极和接收电极之间的电容的测量装置、用于假如所检测的电容不同于参考电容则确定在检测范围内物体的存在的处理装置、和被布置在发射电极和接收电极的范围内并且与电位连接以便减小发射电极和接收电极之间的基本电容的屏蔽电极。

相对于现有技术，在根据本发明的搜索设备中使用附加的屏蔽电极。该屏蔽电极降低在接近传感器的范围内的发射和接收电极之间的预期的电容耦合，而不显著地影响传感器的检测范围内的电容耦合。由此该屏蔽电极不仅不同于防护电极，而且不同于消除寄生电容耦合所利用的保护电极，其中该防护电极屏蔽测量电极的电容传感器的电场的不均匀边缘范围并且保证直到传感器面的边缘处的均匀场。

发射电极、接收电极和屏蔽电极优选地被布置在一个平面内。优选地，屏蔽电极被设置在另两个电极之间。一般地，优选地相对于发射和接收电极放置屏蔽电极，使得不伸展经过搜索设备的检测范围的、发射电极的电场的部分尽可能大部分地被构建在发射电极和屏蔽电极之间而不是在发射电极和接收电极之间。这意味着，当此外特别说明时，屏蔽电极被布置在发射电极和接收电极的范围内。

电容测量系统的动态范围（Dynamik）原则上受在物体的影响下或没有物体影响的电容变化与没有物体影响的在发射电极和接收电极之间的基本电容的比值的限制。这个比值直接影响信噪比（“signal-to-noise ratio”，SNR）。通过基本电容的根据本发明的减小，增大所说明的比值，由此可以直接改善信噪比。因此可以改善在检测物体时的灵敏度、检测间距和/或选择性。

在一种优选的实施方式中，屏蔽电极被布置并且与电位连接，使得发射电极和接收电极之间的电容的由物体引起的区别被最小化，理想地是不变的。因此可以降低干扰电容，而不降低被用于确定物体的所期望的电容差。

进一步有利地，检测范围位于物体对发射电极和屏蔽电极之间的电容的影响范围之外。由此可以实现以下目标，即只降低基本电容，而同时电容的可由物体导致的区别保持相同。屏蔽电极相对于发射或接收电极的精确的布置因此可以依赖于检测范围的位置。由此可以根据预定的检测范围选择屏蔽电极的形状和尺寸，使得电容变化和基本电容的比值的所描述的改善被优化。

在一种优选的实施方式中，发射电极、接收电极和屏蔽电极被布置在一个平面内。特别是为了检测隐藏在建筑物墙中的物体，这种布置可以是有利的。这样的平面的传感器布置关于相对于墙的倾斜的灵敏度可以被最小化。

此外优选地，径向对称地布置发射电极、屏蔽电极和接收电极。由此可以实现确定结果与物体相对于电极布置的位置的不相关性。

在另一优选的实施方式中，可以设置第二屏蔽电极，该第二屏蔽电极环绕其它的电极或在径向上被布置在其它的电极之外。

由此传感器布置的灵敏度可以朝该传感器布置的边缘被降低，使得检测范围可更清晰地被划界。第二屏蔽电极可以和与第一屏蔽电极相同的或不同的电位连接。